3.4 Расчёт эквивалентной схемы замещения

При использовании транзисторов до (0,2 - 0,3)f_т возможно применение упрощенных эквивалентных моделей транзисторов, параметры элементов эквивалентных схем которых легко определяются на основе справочных данных.

Эквивалентная схема биполярного транзистора представлена на рисунке 3.6.

Рисунок 3.6 - Эквивалентная схема биполярного транзистора (схема Джиаколетто)

Рассчитаем значения элементов схемы Джиаколетто по паспортным данным транзистора:

U_кэ0 = 5,2(В), I_к0 = 0,11(А) – рабочая точка;

(3.28)

где С_к – ёмкость коллекторного перехода, U_{кэ пас} – напряжение при котором производилось измерение С_{к пас}, U_кэ0 – напряжение рабочей точки рассчитываемого каскада,

(3.29)

где r_б – сопротивление базы транзистора, _с – постоянная времени цепи обратной связи (паспортные данные, в дальнейшем - *), для данного транзистора (КТ913А) равна 18 пС, С_к – ёмкость коллекторного перехода при U_кбпас2,

U_кэ0 = U_кбпас2 + 0,7 В

U_кэ0 = 10,7

1) Рассчитаем емкость коллекторного перехода:

2) Рассчитаем сопротивление и проводимость базы:

;

,

где g_б – проводимость базы,

3) Рассчитаем сопротивление эмиттера:

(3.30)

;

где Iк0 в мА;

rэ - сопротивление эмиттера.

где I_э0 = I_к0 + I_б0 = I_к0 + I_к0/_ (3.31)

I_э0мА

4) Рассчитаем проводимость база-эмиттерного перехода:

(3.32)

где g_бэ проводимость перехода база–эмиттер, r_э –сопротивление эмиттерного перехода, ₀ – статический коэффициент передачи тока базы (*);

5) Рассчитаем емкость эмиттерного перехода:

(3.33)

где f_т – граничная частота коэффициента усиления тока базы (*),

;

6) Найдем сопротивление транзистора:

(3.34)

где U_кэдоп – допустимое (предельное) значение напряжения U_кэ (*), I_кдоп – допустимое (предельное) значение постоянного тока коллектора (*),

;

7) Рассчитаем крутизну:

(3.35)

; (3.36)

.

3.5 Расчет коэффициента усиления

(3.37)

1) (3.38)

;

2) (3.39)

;

3) .

Коэффициент усиления одного некорректированного каскада получился менее заданного. Следовательно для обеспечения требуемого усиления, необходим ещё как минимум один каскад.

Рассчитаем f_в:

(3.40)

где Y_в = 1 дБ = 0,89;

4) Выходная емкость:

С_вых = С_к(1+S₀r_б) (3.41)

C_вых=15,25*10^-12(1+1,56*1,59) = 53(пФ)

5) Постоянная времени транзистора:

(3.42)

6) Постоянная времени в ОВЧ:

_в =  + C_вых*R_экв; (3.43)

_в = 28*10^-12+53*10^-12*34,375 = 1850*10^-12

7) При заданном уровне частотных искажений =1дБ, верхняя граничная частота полосы пропускания каскада равна:

Yв = 0,89;

(3.44)

8) Входная ёмкость каскада:

(3.45)

9) Входное сопротивление каскада:

(3.46)

Т.к. полученная верхняя частота получилась выше требуемой (40МГц), то ВЧ коррекция не требуется.